内容正文:
牛顿第三定律 导学案(教师版)
人教版高中物理必修第一册 · 第三章 相互作用——力 · 3 牛顿第三定律
【学习目标】
1. 物理观念:理解作用力和反作用力的概念,知道一对作用力与反作用力与一对平衡力的区别。
2. 科学思维:理解牛顿第三定律,并会用其解决简单问题。
3. 科学探究:经历用弹簧测力计探究作用力和反作用力关系的实验过程。
4. 科学态度与责任:能对一些简单的问题进行受力分析。
【学习重难点】
重点:理解牛顿第三定律;区分一对平衡力与一对作用力和反作用力。
难点:作用力与反作用力与平衡力的辨析;物体的受力分析。
【学习过程】
一、知识纲要导引
请同学们回顾本节内容,尝试完成以下知识框架:
牛顿第三定律
├─ 作用力和反作用力:力是物体对物体的作用,物体间作用总是相互的
├─ 牛顿第三定律:总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
├─ 区别:平衡力作用在一个物体上;相互作用力作用在两个物体上
├─ 性质:作用力和反作用力一定是同一种类的力;平衡力不一定是同一种类的力
├─ 受力分析:按重力、弹力、摩擦力的顺序分析
└─ 检验:每个力都能找到施力物体和受力物体
二、基础导学
(一)作用力和反作用力
1. 力是物体对物体的作用。只要谈到力,就一定存在着受力物体和施力物体。
2. 物体间相互作用的这一对力,叫作作用力和反作用力,它们总是互相依赖、同时存在。
(二)牛顿第三定律
两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
(三)一对相互平衡的力与一对作用力和反作用力的区别
1. 一对平衡力作用在一个物体上;一对作用力和反作用力作用在两个物体上。
2. 一对作用力和反作用力一定是同一种类的力;一对相互平衡的力不一定是同一种类的力。
(四)物体的受力分析
1. 明确研究对象,即分析哪个物体所受的力。
2. 按重力、弹力、摩擦力的顺序分析:重力方向竖直向下;弹力方向与接触面垂直;摩擦力方向与接触面平行。
3. 检查:每个力都能找到施力物体和受力物体;不确定某个力是否存在时,可用假设法判断。
三、判断正误
(1)物体间可能只有作用力,而没有反作用力。( )
(2)两个物体只有接触才存在作用力和反作用力。( )
(3)物体间先有作用力,然后才有反作用力。( )
(4)物体间的作用力和反作用力等大、反向,可以抵消。( )
(5)物块静止放在水平桌面上,物块所受重力和桌面对物块的支持力是一对相互平衡的力。( )
(6)物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力是一对相互平衡的力。( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×
四、概念辨析
例1 (单选)关于作用力与反作用力,下列说法中正确的是( )
A.物体相互作用时,先产生作用力,然后才产生反作用力
B.作用力和反作用力的合力为零
C.作用力和反作用力总是同时产生,同时消失,分别作用在两个物体上
D.放在水平桌面上的书,所受重力和桌面对书的支持力为一对作用力与反作用力
答案:C
解析:由牛顿第三定律可知,作用力和反作用力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在两个物体上,力的性质相同,它们同时产生、同时变化、同时消失,A错误,C正确;作用力和反作用力作用在不同的物体上,故不能合成,B错误;书所受重力和桌面对书的支持力为一对平衡力,D错误。
五、典例示范与训练
例2 (单选)如图所示,一匹马拉着车前行,关于马拉车的力和车拉马的力的大小关系,下列说法中正确的是( )
A.马拉车的力总是大于车拉马的力
B.马拉车的力总是等于车拉马的力
C.加速运动时,马拉车的力大于车拉马的力
D.减速运动时,马拉车的力小于车拉马的力
答案:B
解析:马向前拉车的力和车向后拉马的力是一对作用力和反作用力,它们总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,与运动状态无关。故选B。
例3 (单选)如图所示,物体静止于水平桌面上,则( )
A.桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力,这两个力是一对平衡力
B.物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力
C.物体对桌面的压力就是物体的重力,这两个力是同一种力
D.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力
答案:A
解析:物体的重力和支持力都作用在物体上,这两个力大小相等、方向相反,且作用在同一直线上,是一对平衡力,A正确,B错误;压力不是重力,它们的施力物体、受力物体、作用点都不相同,C错误;物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力为作用力与反作用力,不是平衡力,D错误。
训练1 (单选)如图所示,人沿水平方向拉牛(可视为质点),但没有拉动。下列说法正确的是( )
A.绳拉牛的力小于牛拉绳的力
B.绳拉牛的力与牛拉绳的力是一对平衡力
C.绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力
D.绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是作用力与反作用力
答案:C
解析:绳拉牛的力和牛拉绳的力是作用力与反作用力,大小相等、方向相反,A、B错误;绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力,C正确,D错误。
六、达标检测
1.(多选)关于作用力和反作用力,下列说法正确的是( )
A.作用力是摩擦力,反作用力可能是弹力
B.作用力是弹力,反作用力可能是摩擦力
C.作用力是摩擦力,反作用力一定是摩擦力
D.作用力是弹力,反作用力一定是弹力
【答案】CD
2.(单选)一根轻质弹簧在天花板上竖直悬挂一小球,弹簧和小球的受力情况如图所示,下列说法正确的是( )
A.F1的施力物体是弹簧
B.F2的反作用力是F3
C.F3的施力物体是地球
D.F4的反作用力是F1
【答案】B
3.(单选)甲、乙两队拔河比赛,甲队获胜,这是因为( )
A.甲队对乙队的作用力大于乙队对甲队的作用力
B.绳子对甲队的拉力小于地面对甲队向后的作用力
C.地面对乙队向后的作用力大于绳子对乙队的拉力
D.地面对甲队的作用力大于甲队对地面的反作用力
【答案】B
4.(单选)下列情景中,关于力的大小关系,说法正确的是( )
A.跳高运动员起跳时,地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力
B.钢丝绳吊起货物加速上升时,钢丝绳对货物的拉力大于货物对钢丝绳的拉力
C.鸡蛋撞击石头,鸡蛋破碎,石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力
D.车轮受到地面的支持力大小始终等于地面受到车的压力大小,与汽车的运动状态无关
【答案】D
5.(多选)如图所示,用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上,使其保持静止,下列说法中正确的是( )
A.水平力F与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力
B.物体的重力与墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力
C.水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力
D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力
【答案】BD
6.(多选)我国有一种传统的民族体育项目叫作“押加”,实际上相当于两个人拔河。如果甲、乙两人在“押加”比赛中,甲获胜,则下列说法正确的是( )
A.甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力,所以甲获胜
B.当甲把乙匀速拉过去时,甲对乙的拉力大小等于乙对甲的拉力大小
C.当甲把乙加速拉过去时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
D.甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力,所以甲获胜
【答案】BD
7.(单选)人在沙滩上行走时容易下陷,则下陷过程中( )
A.人对沙滩的压力大于沙滩对人的支持力
B.人对沙滩的压力小于沙滩对人的支持力
C.人对沙滩的压力大小等于沙滩对人的支持力大小
D.人对沙滩的压力大小一定等于人的重力大小
【答案】C
8.(多选)如图所示,三个木块A、B、C,质量均为m,在水平推力F作用下静止靠在竖直的墙面上。已知A的左侧是光滑的,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.A对B的摩擦力竖直向下,大小是mg
B.B对C的摩擦力竖直向下,大小是2mg
C.C对B的摩擦力竖直向上,大小是mg
D.墙对C的摩擦力竖直向上,大小是3mg
【答案】ABD
七、答案汇总
知识纲要:相互;相等、相反、同一条直线;一个、两个;一定、不一定;重力、弹力、摩擦力;施力物体、受力物体
基础导学:(一)受力物体、施力物体;作用力和反作用力、同时存在 (二)大小相等、方向相反、作用在同一条直线上 (三)一个、两个;一定、不一定 (四)假设法
判断正误:(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×
概念辨析:例1 C
典例训练:例2 B;例3 A;训练1 C
达标检测:1 CD 2 B 3 B 4 D 5 BD 6 BD 7 C 8 ABD
【学习小结】
1. 牛顿第三定律:作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,与物体运动状态、是否接触无关。
2. 作用力和反作用力总是同一种性质的力,分别作用在两个物体上,不能合成;一对平衡力作用在同一物体上,可以合成。
3. 受力分析按“重力→弹力→摩擦力”的顺序进行,注意只分析研究对象受到的力。
牛顿第三定律 导学案(学生版)
人教版高中物理必修第一册 · 第三章 相互作用——力 · 3 牛顿第三定律
班级:__________ 姓名:__________ 学号:__________
【学习目标】
1. 物理观念:理解作用力和反作用力的概念,知道一对作用力与反作用力与一对平衡力的区别。
2. 科学思维:理解牛顿第三定律,并会用其解决简单问题。
3. 科学探究:经历用弹簧测力计探究作用力和反作用力关系的实验过程。
4. 科学态度与责任:能对一些简单的问题进行受力分析。
【学习重难点】
重点:理解牛顿第三定律;区分一对平衡力与一对作用力和反作用力。
难点:作用力与反作用力与平衡力的辨析;物体的受力分析。
【学习过程】
一、知识纲要导引
请同学们回顾本节内容,尝试完成以下知识框架:
牛顿第三定律
├─ 作用力和反作用力:力是物体对物体的作用,物体间作用总是______的
├─ 牛顿第三定律:总是大小______、方向______、作用在______上
├─ 区别:平衡力作用在______物体上;相互作用力作用在______物体上
├─ 性质:作用力和反作用力______是同一种类的力;平衡力______是同一种类的力
├─ 受力分析:按______、______、______的顺序分析
└─ 检验:每个力都能找到______和______
二、基础导学
(一)作用力和反作用力
1. 力是物体对物体的作用。只要谈到力,就一定存在着______和______。
2. 物体间相互作用的这一对力,叫作______,它们总是互相依赖、______。
(二)牛顿第三定律
两个物体之间的作用力和反作用力总是______、______、______。
(三)一对相互平衡的力与一对作用力和反作用力的区别
1. 一对平衡力作用在______物体上;一对作用力和反作用力作用在______物体上。
2. 一对作用力和反作用力______是同一种类的力;一对相互平衡的力______是同一种类的力。
(四)物体的受力分析
1. 明确研究对象,即分析哪个物体所受的力。
2. 按重力、弹力、摩擦力的顺序分析:重力方向竖直向下;弹力方向与接触面垂直;摩擦力方向与接触面平行。
3. 检查:每个力都能找到施力物体和受力物体;不确定某个力是否存在时,可用______判断。
三、判断正误
(1)物体间可能只有作用力,而没有反作用力。( )
(2)两个物体只有接触才存在作用力和反作用力。( )
(3)物体间先有作用力,然后才有反作用力。( )
(4)物体间的作用力和反作用力等大、反向,可以抵消。( )
(5)物块静止放在水平桌面上,物块所受重力和桌面对物块的支持力是一对相互平衡的力。( )
(6)物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力是一对相互平衡的力。( )
四、概念辨析
例1 (单选)关于作用力与反作用力,下列说法中正确的是( )
A.物体相互作用时,先产生作用力,然后才产生反作用力
B.作用力和反作用力的合力为零
C.作用力和反作用力总是同时产生,同时消失,分别作用在两个物体上
D.放在水平桌面上的书,所受重力和桌面对书的支持力为一对作用力与反作用力
五、典例示范与训练
例2 (单选)如图所示,一匹马拉着车前行,关于马拉车的力和车拉马的力的大小关系,下列说法中正确的是( )
A.马拉车的力总是大于车拉马的力
B.马拉车的力总是等于车拉马的力
C.加速运动时,马拉车的力大于车拉马的力
D.减速运动时,马拉车的力小于车拉马的力
例3 (单选)如图所示,物体静止于水平桌面上,则( )
A.桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力,这两个力是一对平衡力
B.物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力
C.物体对桌面的压力就是物体的重力,这两个力是同一种力
D.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力
训练1 (单选)如图所示,人沿水平方向拉牛(可视为质点),但没有拉动。下列说法正确的是( )
A.绳拉牛的力小于牛拉绳的力
B.绳拉牛的力与牛拉绳的力是一对平衡力
C.绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力
D.绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是作用力与反作用力
六、达标检测
1.(多选)关于作用力和反作用力,下列说法正确的是( )
A.作用力是摩擦力,反作用力可能是弹力
B.作用力是弹力,反作用力可能是摩擦力
C.作用力是摩擦力,反作用力一定是摩擦力
D.作用力是弹力,反作用力一定是弹力
2.(单选)一根轻质弹簧在天花板上竖直悬挂一小球,弹簧和小球的受力情况如图所示,下列说法正确的是( )
A.F1的施力物体是弹簧
B.F2的反作用力是F3
C.F3的施力物体是地球
D.F4的反作用力是F1
3.(单选)甲、乙两队拔河比赛,甲队获胜,这是因为( )
A.甲队对乙队的作用力大于乙队对甲队的作用力
B.绳子对甲队的拉力小于地面对甲队向后的作用力
C.地面对乙队向后的作用力大于绳子对乙队的拉力
D.地面对甲队的作用力大于甲队对地面的反作用力
4.(单选)下列情景中,关于力的大小关系,说法正确的是( )
A.跳高运动员起跳时,地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力
B.钢丝绳吊起货物加速上升时,钢丝绳对货物的拉力大于货物对钢丝绳的拉力
C.鸡蛋撞击石头,鸡蛋破碎,石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力
D.车轮受到地面的支持力大小始终等于地面受到车的压力大小,与汽车的运动状态无关
5.(多选)如图所示,用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上,使其保持静止,下列说法中正确的是( )
A.水平力F与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力
B.物体的重力与墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力
C.水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力
D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力
6.(多选)我国有一种传统的民族体育项目叫作“押加”,实际上相当于两个人拔河。如果甲、乙两人在“押加”比赛中,甲获胜,则下列说法正确的是( )
A.甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力,所以甲获胜
B.当甲把乙匀速拉过去时,甲对乙的拉力大小等于乙对甲的拉力大小
C.当甲把乙加速拉过去时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
D.甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力,所以甲获胜
7.(单选)人在沙滩上行走时容易下陷,则下陷过程中( )
A.人对沙滩的压力大于沙滩对人的支持力
B.人对沙滩的压力小于沙滩对人的支持力
C.人对沙滩的压力大小等于沙滩对人的支持力大小
D.人对沙滩的压力大小一定等于人的重力大小
8.(多选)如图所示,三个木块A、B、C,质量均为m,在水平推力F作用下静止靠在竖直的墙面上。已知A的左侧是光滑的,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.A对B的摩擦力竖直向下,大小是mg
B.B对C的摩擦力竖直向下,大小是2mg
C.C对B的摩擦力竖直向上,大小是mg
D.墙对C的摩擦力竖直向上,大小是3mg
【学习小结】
1. 牛顿第三定律:作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,与物体运动状态、是否接触无关。
2. 作用力和反作用力总是同一种性质的力,分别作用在两个物体上,不能合成;一对平衡力作用在同一物体上,可以合成。
3. 受力分析按“重力→弹力→摩擦力”的顺序进行,注意只分析研究对象受到的力。
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